CN220151639U - 一种适用于盾构机推进及拼管作业的电液控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于盾构机推进及拼管作业的电液控制系统，包括泵站模块、推进模块以及拼装模块，所述泵站模块包括辅助电机、辅助泵、先导控制阀、油箱以及循环冷却单元；所述推进模块包括推进电机、推进泵、推进调压阀组、推进阀组以及推进油缸；所述拼装模块包括拼装电机、拼装泵、拼装调压阀组、马达多路阀、平移多路阀、升降多路阀以及拼管多路阀；本实用新型对推进模块以及拼装模块的控制精度高，对流量和压力的调节频率高，能够保证推进和拼装工作的稳定型和安全性。

Description

一种适用于盾构机推进及拼管作业的电液控制系统

技术领域

本实用新型属于盾构机技术领域，尤其涉及一种适用于盾构机推进及拼管作业的电液控制系统。

背景技术

盾构机是在可移动钢结构护盾掩护下完成开挖、排碴、衬砌等掘进作业，用于隧道开挖和成形的光机电液一体化大型复杂装备，可实现复杂地质条件和多场耦合等地下极端环境中的自动化和工厂化隧道作业，运用盾构机掘进隧道具有进尺速度快、施工工期短、对环境影响程度低、综合经济效益高等优点，是目前国内外进行隧道施工的主要选择。

电液控制系统是盾构机中关键的一部分，负责盾构机推进和管片拼装工作的控制，在盾构施工过程中，推进系统和拼装系统需要依次作业，又要相互配合工作，其控制要求精度高，对流量和压力的调节频率高，如何保证推进和拼装工作的稳定型和安全性仍然存在较大的改进空间。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种适用于盾构机推进及拼管作业的电液控制系统，解决了上述问题。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种适用于盾构机推进及拼管作业的电液控制系统，包括：

泵站模块，所述泵站模块包括辅助电机、辅助泵、先导控制阀、油箱以及循环冷却单元，所述泵站模块包括辅助电机、辅助泵、先导控制阀、油箱以及循环冷却单元，所述辅助电机通过联轴器A与辅助泵连接，所述辅助泵通过油管G与先导控制阀连接，所述辅助泵通过油管H与油箱连接；

推进模块，所述推进模块包括推进电机、推进泵、推进调压阀组、推进阀组以及推进油缸；

拼装模块，所述拼装模块包括拼装电机、拼装泵、拼装调压阀组、马达多路阀、平移多路阀、升降多路阀以及拼管多路阀；

所述推进电机通过联轴器B与推进泵连接，所述推进泵通过油管A与推进调压阀组连接，若干个所述推进阀组均通过油管B与推进调压阀组连接，每个所述推进阀组上均安装有两个推进油缸且通过油管R与推进油缸连接，所述推进泵通过油管C与先导控制阀的油口P1连接；

所述拼装电机通过联轴器C与拼装泵连接，所述拼装调压阀组通过油管D与拼装泵连接，所述拼装调压阀组通过液压快速接头配合油管E与马达多路阀、平移多路阀、升降多路阀以及拼管多路阀连接，所述拼装泵通过油管F与先导控制阀的油口P连接，所述马达多路阀通过油管M与液压马达连接，所述平移多路阀通过油管N与平移油缸连接，所述升降多路阀通过油管O与升降油缸连接，所述拼管多路阀通过油管Q与位移油缸、微调油缸以及抓持油缸连接。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还提供以下可选技术方案：

进一步的技术方案：所述推进调压阀组以及拼装调压阀组的T口通过相对应的回油管路A以及回油管路B连接在与油箱连接的回油过滤器上，各个推进阀组的T口通过回油管路C与回油过滤器连接，马达多路阀、平移多路阀、升降多路阀、拼管多路阀的T口均通过回油管路D与回油过滤器连接，先导控制阀以及循环保护阀组的T口通过对应连接的回油管路E以及回油管路F连接在回油过滤器上，所述推进泵、拼装泵以及各个推进阀组的D口通过相对应的回油管路G、回油管路H、回油管路I对应连接在油箱，所述马达多路阀、平移多路阀、升降多路阀、拼管多路阀的D口均通过回油管路J与油箱连接。

进一步的技术方案：所述循环冷却单元包括循环保护阀组、冷却器以及循环过滤器，所述冷却器通过油管I与通过油管J连接在油箱上的循环过滤器以及通过油管K连接在辅助泵上的循环保护阀组连接。

进一步的技术方案：所述油箱上安装有空气滤清器、温度传感器以及液位传感器。

进一步的技术方案：所述拼装调压阀组通过液压快速接头配合油管E与马达多路阀、平移多路阀、升降多路阀以及拼管多路阀连接。

进一步的技术方案：所述推进泵和拼装泵均为斜盘结构轴向柱塞变量泵。

进一步的技术方案：所述推进调压阀组包括单向阀A、二位四通电磁换向阀A、双向溢流阀以及压力传感器A，所述单向阀A、二位四通电磁换向阀A、双向溢流阀以及压力传感器A均安装在阀块A上且通过阀块A内部孔道实现油路连接，其中所述双向溢流阀与二位四通电磁换向阀A的A、B口连接，所述单向阀A与二位四通电磁换向阀A的P口连接，所述压力传感器A与单向阀A连接。

进一步的技术方案：所述推进阀组包括比例减压阀、三位四通电磁换向阀、电磁球阀、液控单向阀、压力传感器B，所述比例减压阀、三位四通电磁换向阀、电磁球阀、液控单向阀、压力传感器B均安装在阀块B上且通过阀块B内部孔道实现油路连接，其中所述比例减压阀与三位四通电磁换向阀P口和压力传感器B连接，所述电磁球阀和液控单向阀连接三位四通电磁换向阀A口与推进油缸无杆腔之间的油路上，所述推进阀组中的三位四通电磁换向阀的中位机能为J型，所述推进阀组中的电磁球阀为二位三通电磁球阀。

进一步的技术方案：所述马达多路阀、平移多路阀、升降多路阀、拼管多路阀均为负载敏感比例多路换向阀且均能够进行电比例控制和手动操作。

进一步的技术方案：所述油箱上设置有推进泵、拼装泵、辅助泵的吸油口并通过球阀控制开关。

本实用新型提供了一种适用于盾构机推进及拼管作业的电液控制系统，与现有技术相比具备以下有益效果：

1、推进和拼装作业分别使用独立的泵体，可实现流量的精确控制同时，也便于两者独立或配合动作，便于操作，提高工作效率；

2、辅助泵使用双联齿轮泵，即满足了推进泵和拼装泵变量机构先导控制油供油，又可以将油箱中的油液吸出，通过循环保护阀组、冷却器、循环过滤器再返回油箱，实现油箱油液冷却降温、过滤清洁的作用；

3、使用负载敏感比例多路换向阀，有利于拼装各执行元件实现不受负载变化影响的无极调速，满足拼装动作灵活多变的需要；

4、各阀组之间采用液压快速接头进行连接，便于拆装同时减少因反复拆装油管导致的液压油渗漏问题，减少环境污染。

附图说明

图1为本实用新型推进模块的结构示意图。

图2为本实用新型拼装模块的结构示意图。

图3为本实用新型泵站模块的结构放大示意图。

附图标记注释：1、推进电机；2、推进泵；3、推进调压阀组；4、推进阀组；5、推进油缸；6、拼装电机；7、拼装泵；8、拼装调压阀组；9、马达多路阀；10、液压马达；11、平移多路阀；12、平移油缸；13、升降多路阀；14、升降油缸；15、拼管多路阀；16、位移油缸；17、微调油缸；18、抓持油缸；19、辅助电机；20、辅助泵；21、先导控制阀；22、循环保护阀组；23、冷却器；24、循环过滤器；25、回油过滤器；26、空气滤清器；27、温度传感器；28、液位传感器；29、油箱。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行详细描述。

请参阅图1～3，为本实用新型一种实施例提供的，一种适用于盾构机推进及拼管作业的电液控制系统，包括推进模块、拼装模块以及泵站模块；

其中，所述泵站模块包括辅助电机19、辅助泵20、先导控制阀21、油箱29以及循环冷却单元，所述辅助电机19通过联轴器A(图中未标出)与辅助泵20连接，所述辅助泵20通过油管G(图中未标出)与先导控制阀21连接，所述辅助泵20通过油管H(图中未标出)与油箱29连接，所述循环冷却单元包括循环保护阀组22、冷却器23以及循环过滤器24，所述冷却器23通过油管I(图中未标出)与通过油管J(图中未标出)连接在油箱29上的循环过滤器29以及通过油管K(图中未标出)连接在辅助泵20上的循环保护阀组22连接；

其中，所述推进模块包括推进电机1、推进泵2、推进调压阀组3、推进阀组4以及推进油缸5，所述推进电机1通过联轴器B(图中未标出)与推进泵2连接，所述推进泵2通过油管A(图中未标出)与推进调压阀组3连接，若干个所述推进阀组4均通过油管B(图中未标出)与推进调压阀组3连接，每个所述推进阀组4上均连接有两个推进油缸5，所述推进泵2通过油管C(图中未标出)与先导控制阀21的油口P1连接；

其中，所述拼装模块包括拼装电机6、拼装泵7、拼装调压阀组8、马达多路阀9、平移多路阀11、升降多路阀13以及拼管多路阀15，所述拼装电机6通过联轴器C(图中未标出)连接在拼装泵7上，所述拼装调压阀组8通过油管D与拼装泵7连接，所述拼装调压阀组8通过油管E(图中未标出)与马达多路阀9、平移多路阀11、升降多路阀13以及拼管多路阀15连接，所述拼装泵7通过油管F(图中未标出)与先导控制阀21的油口P2连接，所述马达多路阀9通过油管M(图中未标出)与液压马达10连接，所述平移多路阀11通过油管N(图中未标出)与平移油缸12连接，所述升降多路阀13通过油管O(图中未标出)与升降油缸14连接，所述拼管多路阀15通过油管Q(图中未标出)与位移油缸16、微调油缸17以及抓持油缸18连接；

具体地，所述推进调压阀组3以及拼装调压阀组8的T口通过相对应的回油管路A以及回油管路B连接在与油箱29连接的回油过滤器25上，各个推进阀组4的T口通过回油管路C与回油过滤器25连接，马达多路阀9、平移多路阀11、升降多路阀13、拼管多路阀15的T口均通过回油管路D与回油过滤器25连接，先导控制阀21以及循环保护阀组22的T口通过对应连接的回油管路E以及回油管路F连接在回油过滤器25上，所述推进泵2、拼装泵7以及各个推进阀组4的D口通过相对应的回油管路G、回油管路H、回油管路I对应连接在油箱29，所述马达多路阀9、平移多路阀11、升降多路阀13、拼管多路阀15的D口均通过回油管路J与油箱29连接。

具体地，所述推进油缸5为内置行程传感器和不内置行程传感器的推进油缸。

具体地，所述推进泵2以及拼装泵7均通过吸油管连接在油箱29上。此种设置的目的在于，为推进泵2以及拼装泵7供油。

具体地，所述微调油缸设有四个均安装在拼管多路阀15上。

具体地，所述拼装调压阀组8通过液压快速接头配合油管E(图中未标出)与马达多路阀9、平移多路阀11、升降多路阀13以及拼管多路阀15连接。此种设置的目的在于，便于拆装同时减少因反复拆装油管导致的液压油渗漏问题，减少环境污染。

具体地，所述推进调压阀组3包括单向阀A(图中未标出)、二位四通电磁换向阀A(图中未标出)、双向溢流阀(图中未标出)以及压力传感器A(图中未标出)，所述单向阀A(图中未标出)、二位四通电磁换向阀A(图中未标出)、双向溢流阀(图中未标出)以及压力传感器A(图中未标出)均安装在阀块A(图中未标出)上且通过阀块A内部孔道实现油路连接，其中所述双向溢流阀与二位四通电磁换向阀A的A、B口连接，所述单向阀A与二位四通电磁换向阀A的P口连接，所述压力传感器A与单向阀A连接。由于双向溢流阀能够设置高低不同的两个压力且其与二位四通电磁换向阀A的A、B口连接，即通过二位四通电磁换向阀A的换向动作，实现了高低两档压力的切换，操作简单实用，满足推进模块在不同工况下不同的压力等级需求，并能够通过压力传感器A对油路液压进行检测，同时单向阀的设置能够避免油液在管路内发生回流现象。

具体地，所述推进阀组4包括比例减压阀(图中未标出)、三位四通电磁换向阀(图中未标出)、电磁球阀(图中未标出)、液控单向阀(图中未标出)、压力传感器B(图中未标出)，所述比例减压阀(图中未标出)、三位四通电磁换向阀(图中未标出)、电磁球阀(图中未标出)、液控单向阀(图中未标出)、压力传感器B(图中未标出)均安装在阀块B(图中未标出)上且通过阀块B内部孔道实现油路连接，其中所述比例减压阀与三位四通电磁换向阀P口和压力传感器B连接，所述电磁球阀和液控单向阀连接三位四通电磁换向阀A口与推进油缸5无杆腔之间的油路上。比例减压阀对阀组压力进行比例变量控制，满足多种工况下不同的压力等级需求，同时三位四通电磁换向阀能够实现推进油缸5顶收动作的控制，液控单向阀和电磁球阀设置推进油缸5无杆腔的油路上能够分别实现推进油缸5动作锁定以及无杆腔背压卸荷的作用，保证油缸动作稳定同时，提高系统的安全性和稳定性，每个推进阀组4中，可分别控制两只推进油缸同时工作或独立工作，控制灵活，提高工作效率。

具体地，所述先导控制阀21包括单向阀B(图中未标出)、二位四通电磁换向阀B(图中未标出)、溢流阀A(图中未标出)、压力传感器C(图中未标出)，所述单向阀B(图中未标出)、二位四通电磁换向阀B(图中未标出)、溢流阀A(图中未标出)、压力传感器C(图中未标出)均安装在阀块C(图中未标出)上，且通过阀块C内部孔道实现油路连接，其中单向阀B与二位四通电磁换向阀B的P口连接，溢流阀A与二位四通电磁换向阀B的B口连接，压力传感器C与单向阀B连接。

具体地，所述循环保护阀组22包括溢流阀B(图中未标出)和压力传感器D(图中未标出)所述溢流阀B(图中未标出)和压力传感器D均安装在阀块D(图中未标出)上且通过阀块C内部孔道实现油路连接，其中所述压力传感器D与溢流阀B进油口连接。

具体地，所述拼装调压阀组8包括溢流阀C(图中未标出)和压力传感器E(图中未标出)，所述溢流阀C(图中未标出)和压力传感器E均安装在阀块D(图中未标出)上，且通过阀块内部孔道实现油路连接，其中压力传感器E与溢流阀C进油口连接。

具体地，所述马达多路阀9、平移多路阀11、升降多路阀13、拼管多路阀15均为多联组合结构，包括进油联、一个或多个换向联、平衡阀以及尾联，通过控制液压油缸和马达的运动方向和速度，可实现无极调速，且不受负载变化影响。

具体地，所述推进泵2和拼装泵7均为斜盘结构轴向柱塞变量泵。可实现电比例调节泵排量。

具体地，所述辅助泵20为双联齿轮泵，具备不同排量的两个泵体。此种设置的目的在于，便于推进泵2以及拼装泵7的连接。

具体地，所述推进阀组4中三位四通电磁换向阀的中位机能为J型。

具体地，所述推进阀组4中电磁球阀为二位三通电磁球阀。

具体地，所述马达多路阀9、平移多路阀11、升降多路阀13、拼管多路阀15均为负载敏感比例多路换向阀。

具体地，所述马达多路阀9、平移多路阀11、升降多路阀13、拼管多路阀15均能够实现电比例控制和手动操作。

具体地，所述油箱29上设置有推进泵、拼装泵、辅助泵的吸油口，通过球阀控制开关。

在本实用新型实施例中，公开了一种适用于盾构机推进及拼管作业的电液控制系统，通过电比例变量泵和负载敏感比例阀实现盾构机推进作业以及拼管作业的电液自动化控制，由于推进和拼装作业分别使用独立的轴向柱塞变量泵，可实现流量的精确控制同时，也便于两者独立或配合动作，便于操作，提高工作效率，辅助泵20使用双联齿轮泵，即满足了推进泵2和拼装泵7变量机构先导控制油供油，又可以将油箱29中的油液经吸出，依次通过循环保护阀组22、冷却器23、循环过滤器24再返回油箱，实现油箱油液冷却降温、过滤清洁的作用，而使用负载敏感比例多路换向阀，有利于拼装各执行元件实现不受负载变化影响的无极调速，满足拼装动作灵活多变的需要，各阀组之间采用液压快速接头进行连接，便于拆装同时减少因反复拆装油管导致的液压油渗漏问题，减少环境污染。

需要说明的是，在本文中，诸如A和B等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性地包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种适用于盾构机推进及拼管作业的电液控制系统，其特征在于，包括：

泵站模块，所述泵站模块包括辅助电机、辅助泵、先导控制阀、油箱以及循环冷却单元，所述辅助电机通过联轴器A与辅助泵连接，所述辅助泵通过油管G与先导控制阀连接，所述辅助泵通过油管H与油箱连接；

推进模块，所述推进模块包括推进电机、推进泵、推进调压阀组、推进阀组以及推进油缸；

拼装模块，所述拼装模块包括拼装电机、拼装泵、拼装调压阀组、马达多路阀、平移多路阀、升降多路阀以及拼管多路阀；

所述推进电机通过联轴器B与推进泵连接，所述推进泵通过油管A与推进调压阀组连接，若干个所述推进阀组均通过油管B与推进调压阀组连接，每个所述推进阀组上均安装有两个推进油缸且通过油管R与推进油缸连接，所述推进泵通过油管C与先导控制阀的油口P1连接；

所述拼装电机通过联轴器C连接在拼装泵上，所述拼装调压阀组通过油管D与拼装泵连接，所述拼装调压阀组通过液压快速接头配合油管E与马达多路阀、平移多路阀、升降多路阀以及拼管多路阀连接，所述马达多路阀上安装有液压马达，所述平移多路阀上安装有平移油缸，所述升降多路阀上安装有升降油缸，所述拼管多路阀上安装有位移油缸、微调油缸以及抓持油缸，所述拼装泵通过油管F与先导控制阀的油口P2连接。

2.根据权利要求1所述的适用于盾构机推进及拼管作业的电液控制系统，其特征在于，所述推进调压阀组以及拼装调压阀组的T口通过相对应的回油管路A以及回油管路B连接在与油箱连接的回油过滤器上，各个推进阀组的T口通过回油管路C与回油过滤器连接，马达多路阀、平移多路阀、升降多路阀、拼管多路阀的T口均通过回油管路D与回油过滤器连接，先导控制阀以及循环保护阀组的T口通过对应连接的回油管路E以及回油管路F连接在回油过滤器上，所述推进泵、拼装泵以及各个推进阀组的D口通过相对应的回油管路G、回油管路H、回油管路I对应连接在油箱上，所述马达多路阀、平移多路阀、升降多路阀、拼管多路阀的D口均通过回油管路J与油箱连接。

3.根据权利要求1所述的适用于盾构机推进及拼管作业的电液控制系统，其特征在于，所述循环冷却单元包括循环保护阀组、冷却器以及循环过滤器，所述冷却器通过油管I与通过油管J连接在油箱上的循环过滤器以及通过油管K连接在辅助泵上的循环保护阀组连接。

4.根据权利要求1所述的适用于盾构机推进及拼管作业的电液控制系统，其特征在于，所述油箱上安装有空气滤清器、温度传感器以及液位传感器。

5.根据权利要求1所述的适用于盾构机推进及拼管作业的电液控制系统，其特征在于，所述推进泵和拼装泵均为斜盘结构轴向柱塞变量泵。

6.根据权利要求1所述的适用于盾构机推进及拼管作业的电液控制系统，其特征在于，所述推进调压阀组包括单向阀A、二位四通电磁换向阀A、双向溢流阀以及压力传感器A，所述单向阀A、二位四通电磁换向阀A、双向溢流阀以及压力传感器A均安装在阀块A上且通过阀块A内部孔道实现油路连接，其中所述双向溢流阀与二位四通电磁换向阀A的A、B口连接，所述单向阀A与二位四通电磁换向阀A的P口连接，所述压力传感器A与单向阀A连接。

7.根据权利要求1所述的适用于盾构机推进及拼管作业的电液控制系统，其特征在于，所述推进阀组包括比例减压阀、三位四通电磁换向阀、电磁球阀、液控单向阀、压力传感器B，所述比例减压阀、三位四通电磁换向阀、电磁球阀、液控单向阀、压力传感器B均安装在阀块B上且通过阀块B内部孔道实现油路连接，其中所述比例减压阀与三位四通电磁换向阀P口和压力传感器B连接，所述电磁球阀和液控单向阀连接三位四通电磁换向阀A口与推进油缸无杆腔之间的油路上，所述推进阀组中的三位四通电磁换向阀的中位机能为J型，所述推进阀组中的电磁球阀为二位三通电磁球阀。

8.根据权利要求1所述的适用于盾构机推进及拼管作业的电液控制系统，其特征在于，所述马达多路阀、平移多路阀、升降多路阀、拼管多路阀均为负载敏感比例多路换向阀且均能够进行电比例控制和手动操作。

9.根据权利要求1-8任一所述的适用于盾构机推进及拼管作业的电液控制系统，其特征在于，所述油箱上设置有推进泵、拼装泵、辅助泵的吸油口并通过球阀控制开关。